Обсадные трубы НПВХ: проектирование колонны и подбор изделий нужно рассматривать как единую задачу. До бурения определяют конструкцию скважины, глубину установки, типоразмеры труб, нагрузки, соединение и порядок монтажа. Иначе на площадке может оказаться, что насос не проходит в колонну, а ее элементы нельзя состыковать.
ТЗ связывает результаты изысканий, расчеты, спецификацию и технологию бурения, а также задает действия при изменении геологического разреза.
Назначение скважины определяет конструкцию колонны
Сначала определяют назначение скважины. Конструкции для питьевого водозабора, технической воды, исследований и добычи полезных ископаемых различаются по диаметрам, изоляции горизонтов и условиям эксплуатации. Обсадные трубы для технологических скважин подбирают также с учетом рабочей среды и режима работы.
В проекте обустройства водозаборной скважины трубы увязывают с расчетным дебитом, насосом, фильтровой частью и конструкцией устья. Заранее устанавливают интервалы изменения диаметра, положение фильтра и способ изоляции горизонтов. Одинаковая глубина не означает одинаковые нагрузки на колонну.
Какие исходные данные нужны для проекта
Исходные данные на скважину для проекта должны описывать не только ее планируемую глубину. До подготовки спецификации собирают:
- назначение скважины, расчетный срок эксплуатации и требуемую производительность;
- геологический разрез с указанием устойчивых и неустойчивых пород, водоносных и водоупорных слоев;
- прогнозный статический уровень и расчетное понижение уровня при водоотборе;
- сведения об обвалах, плывунах, трещиноватости и поглощении промывочной жидкости;
- температуру и химический состав подземных вод или технологической среды;
- способ бурения и диаметры ствола по интервалам;
- тип, наружные размеры и глубину установки насоса;
- решения по фильтровой колонне, гравийной обсыпке, цементации и обустройству устья;
- условия доставки, разгрузки, складирования и сборки труб.
Геологию принимают по материалам изысканий и данным по ранее пробуренным скважинам, характеристики насоса – по документации на оборудование, монтажные ограничения – по требованиям изготовителя. Фактические статический и динамический уровни, а также дебит уточняют по результатам опытных откачек. Отсутствующие сведения отмечают как открытые вопросы.
Как подобрать диаметр и толщину стенки
Подбор диаметра обсадной трубы выполняют от внутренней компоновки к диаметру ствола. Сначала проверяют минимальное проходное сечение по всей колонне: его должно быть достаточно для насоса, кабеля и водоподъемной трубы. Затем учитывают фильтровую часть и технологические зазоры.
Диаметр бурения назначают не только по наружному диаметру трубы, но и по наибольшему габариту соединения – для раструбной конструкции это наружный диаметр раструба. В многоколонной конструкции проверяют все переходы и возможность последовательного спуска колонн.
Толщину стенки нельзя назначать только по глубине. Проверяют прочность трубы и резьбового соединения при осевом растяжении от веса колонны, а также устойчивость трубы к смятию при расчетном перепаде давления снаружи и внутри. Дополнительно учитывают нагрузки при спуске, цементации и возможном отклонении ствола. Расчет выполняют для неблагоприятных условий по отдельным интервалам с предусмотренным проектом коэффициентом запаса.
Выбирать конкретный типоразмер следует по расчету и данным изготовителя. В линейке CHEMKOR представлены Трубы для обустройства скважин (обсадные) из НПВХ с номинальным наружным диаметром от 90 до 400 мм и разной толщиной стенки.
Максимальная глубина монтажа определяется для конкретного сочетания диаметра и толщины стенки. В таблице производителя отдельные типоразмеры рассчитаны на глубину до 300 м при бурении «на песок»; для более сложных грунтов указанные значения уменьшаются. Поэтому общую цифру из каталога нельзя использовать вместо расчета для объекта.
Какие требования установить к резьбовому соединению
Характеристики резьбы фиксируют одновременно с типоразмером трубы. Формулировки «обсадная труба НПВХ, резьба – требования производителя» недостаточно. В ТЗ указывают тип резьбы и способ герметизации соединения, нормативный или технический документ, совместимость элементов и порядок контроля при сборке.
У рассматриваемых труб CHEMKOR применяется раструбное соединение с трапецеидальной резьбой. При этом герметичность обеспечивает не само наличие резьбы, а предусмотренное конструкцией уплотнение. Поэтому уплотнительные кольца или иные допущенные изготовителем средства герметизации включают в спецификацию. Перед монтажом осматривают торцы, раструб и резьбовую часть, проверяют отсутствие сколов, деформаций и загрязнений.
Для свинчивания предпочтительны ременные инструменты, не повреждающие поверхность НПВХ. Резьбу нельзя перетягивать после полного сопряжения ее поверхностей. Смазки, герметики и дополнительные уплотнения применяют только по документации изготовителя. Без подтверждения нельзя объединять элементы разных систем: при одинаковом номинальном диаметре геометрия резьбы может различаться.
Что включить в ТЗ на обсадную колонну скважины
ТЗ на обсадную колонну скважины должно давать буровой организации однозначный ответ, что, где и каким способом предстоит установить. В документ включают:
- схему скважины с отметками начала и окончания каждого интервала;
- диаметры бурения, наружные диаметры и минимальное проходное сечение труб, толщину стенки;
- материал, длину секций и тип соединения;
- глубину спуска каждой колонны;
- расположение фильтра, отстойника, заглушек, переходников и элементов устья;
- интервалы и технологию предусмотренных проектом цементации и гравийной обсыпки;
- требования к сборке, проверке соосности трубы и скважины, спуску и фиксации фактической глубины;
- порядок входного контроля, приемочных операций и оформления исполнительной документации;
- правила согласования изменений при отличии фактического геологического разреза от проектного.
Отдельно задают условия транспортировки и хранения, порядок приемки поставки, фиксации брака и проверки сопроводительных документов.
Как оформить спецификацию
Спецификация обсадных труб составляется по интервалам установки. Для каждой позиции указывают назначение, материал, диаметр, толщину стенки, длину, соединение, нормативный документ и количество. Отдельно вносят фильтры, отстойники, заглушки, переходники и другие комплектующие.
До спуска измеряют длину каждого отрезка и составляют меру обсадной колонны в очередности сборки. Общую длину определяют по монтажным длинам, учитывая ее уменьшение при свинчивании элементов. При необходимости в поставке предусматривают резерв на отбраковку.
Обозначения в спецификации, на схеме и в ТЗ должны совпадать. Номинальный наружный диаметр и минимальное проходное сечение – разные параметры. Если ограничиться одним обозначением диаметра, изделие может не подойти по внутреннему проходу или габариту раструба.
Проверка ТЗ и рабочей документации до закупки
Перед передачей документации буровикам сопоставляют глубины и диаметры на всех схемах, проверяют прохождение оборудования, количество секций, комплектность элементов и соответствие трубы расчетным нагрузкам. Типоразмеры и монтажные решения сверяют с актуальной Технической документацией изготовителя.
Основные контрольные вопросы:
- проходит ли насос через все участки колонны и переходы;
- выдержаны ли зазоры для монтажа, цементации и обсыпки;
- подтверждена ли толщина стенки расчетом;
- одинаково ли обозначены трубы и резьба во всех документах;
- учтены ли комплектующие, уплотнения и монтажные приспособления;
- соответствует ли количество изделий проектным интервалам;
- определены ли контрольные операции и ответственные лица;
- установлен ли порядок действий при отклонении фактической геологии от прогноза.
Проверку завершают до заказа продукции. Замена диаметра или соединения после начала бурения может потребовать пересмотра конструкции фильтра, изоляции горизонтов и последовательности работ.
Ошибки сборки обсадной колонны и способы их предупредить
Если труба выбрана без учета габаритов насоса, оборудование нельзя установить или извлечь. Подбор стенки только по глубине также не учитывает расчетный перепад давления и монтажные нагрузки.
Неполная спецификация приводит к остановкам и неподтвержденным заменам. Без точного обозначения резьбы на объект могут поступить несовместимые элементы.
К монтажным ошибкам относятся сборка загрязненной резьбы, перекос соединения, чрезмерное усилие и неподходящий инструмент. Их предупреждают входным контролем, технологической картой и соблюдением инструкций изготовителя. Изменения фиксируют в исполнительной документации и согласовывают с проектировщиком.
Надежность колонны закладывается на стадии проектирования. Геология определяет конструкцию, расчет подтверждает типоразмеры, а ТЗ задает правила монтажа. До закупки схему нужно сверить с документацией на трубы и оборудование.
